JP2012127367A - 変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】主変速部と副変速部とを備える変速機において副変速部の変速中に主変速部を変速できなくするインターロック機構を、簡易な構造で実現すること。
【解決手段】軸方向に移動可能な主セレクトロッド１１によって変速される主変速部１０と、主変速部１０と直列に設けられ軸方向に移動可能な副セレクトロッド２１によって変速される副変速部２０とを備え、主変速部１０を収装し副変速部２０と対峙する面が開口して形成される主ケース１５と、副変速部２０を収装し主変速部１０と対峙する面が開口して形成される副ケース２５と、主ケース１５と副ケース２５との間に設けられ副変速部２０を変速する際の副セレクトロッド２１の移動によって主セレクトロッド１１の軸方向への移動を規制するインターロック機構４０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の変速機に関するものである。

従来から、主変速部と副変速部とを有する変速機では、主変速部のシンクロ機構を保護するために、副変速部の変速中に主変速部をニュートラル位置でロックするインターロック機構が用いられている。

特許文献１には、インターロック機構を有するレンジ型複式歯車変速機が開示されている。この複式歯車変速機では、軸方向に移動して主部を変速するシフトレールと、軸方向に移動してレンジ部を変速するシフトレール延長部分との間に、第２シフトレールが設けられており、第２シフトレールとシフトレールとの間に、インターロック機構が設けられている。

特開平８−２４７２８４号公報

しかしながら、特許文献１の複式歯車変速機では、インターロック機構を設けるために、シフトレール延長部分と一体に軸方向に移動する第２シフトレールが設けられる。第２シフトレールは、インターロック機構のためだけに設けられるものである。そのため、この複式歯車変速機は、構造が複雑である。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、主変速部と副変速部とを備える変速機において副変速部の変速中に主変速部を変速できなくするインターロック機構を、簡易な構造で実現することを目的とする。

本発明は、軸方向に移動可能な主セレクトロッドによって変速される主変速部と、前記主変速部と直列に設けられ、軸方向に移動可能な副セレクトロッドによって変速される副変速部と、を備える変速機であって、前記主変速部を収装し、前記副変速部と対峙する面が開口して形成される主ケースと、前記副変速部を収装し、前記主変速部と対峙する面が開口して形成される副ケースと、前記主ケースと前記副ケースとの間に設けられ、前記副変速部を変速する際の前記副セレクトロッドの移動によって前記主セレクトロッドの軸方向への移動を規制するインターロック機構と、を備えることを特徴とする。

本発明では、副セレクトロッドが移動中である場合に主セレクトロッドの軸方向への移動を規制するインターロック機構が、変速部を収装する主ケースと副変速部を収装する副ケースとの間に設けられる。このインターロック機構は、副セレクトロッドの移動によって直接操作されて、主セレクトロッドの軸方向への移動を規制するものである。したがって、主変速部と副変速部とを備える変速機において副変速部の変速中に主変速部を変速できなくするインターロック機構を、簡易な構造で実現できる。

本発明の実施の形態に係る変速機の構成図である。 図１におけるＸ−Ｘ断面図である。 変速機のシフトゲージを示す図である。 変速機におけるインターロック機構の作用を説明するフローチャート図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る変速機１００について説明する。

まず、図１から図３を参照して、変速機１００の構成について説明する。

変速機１００は、主としてトラックやバスなどの大型車両に用いられ、前進９段と後進１段とに変速可能な手動変速機である。変速機１００は、全ての変速段のギアが常に噛み合っており、入力軸の回転によって回転している常時噛合式である。変速機１００は、選択された変速段のギアがシンクロメッシュ機構（図示省略）を介して出力軸と結合することによって駆動力を伝達するものである。

変速機１００は、図１に示すように、前進５段と後進１段とに変速可能な主変速部１０と、ローレンジとハイレンジとの２段に変速可能な副変速部２０とを備える。変速機１００は、主変速部１０を収装する主ケース１５と、副変速部２０を収装する副ケース２５と、主ケース１５と副ケース２５との間に設けられる環状のスペーサ３０とを備える。

主ケース１５は、スペーサ３０を介して副変速部２０と対峙する面に開口部１６を有し、副ケース２５は、スペーサ３０を介して主変速部１０と対峙する面に開口部２６を有する。主ケース１５と副ケース２５とは、間にスペーサ３０を挟持しながら互いの開口部１６，２６が対向するように設けられ、締結されるボルトによって固定される。

変速機１００は、図３に示すように、ダブルＨ型に形成されるシフトゲージ１と、運転者によってシフトゲージ１に沿って操作されるシフトレバー２とを備える。変速機１００では、副変速部２０がローレンジであるときの主変速部１０の前進５段が１速から５速であり、副変速部２０がハイレンジのときの主変速部１０の２段目から５段目までの４段が６速から９速である。

変速機１００は、空気圧を利用して主変速部１０及び副変速部２０を変速するパワーシフト機構（図示省略）を備える。これにより、変速機１００では、運転者によるシフトレバー２の操作によって選択された変速段に変速されるように、空気圧の力によって主変速部１０及び副変速部２０の変速が実行される。

主変速部１０は、エンジン（図示省略）からクラッチ（図示省略）を介して伝達された駆動力を、前進５段と後進１段とのうちいずれかの変速段に変速して出力するものである。主変速部１０は、軸方向に移動可能な主セレクトロッド１１を備える。主変速部１０は、主セレクトロッド１１の軸方向への移動によって、シンクロメッシュ機構を介して各変速段のギアと出力軸とが結合するものである。

主セレクトロッド１１は、シフトレバー２が操作されることによって軸方向に移動可能なロッドである。主セレクトロッド１１は、シフトゲージ１における４速及び５速の列に対応するものである。つまり、主セレクトロッド１１は、シフトゲージ１において副変速部２０がローレンジであるときの最も高い段のギアの列に対応するものである。

主セレクトロッド１１の他に、主変速部１０には、リバース及び１速の列に対応する主セレクトロッド（図示省略）と、２速及び３速の列に対応する主セレクトロッド（図示省略）とが設けられる。

主セレクトロッド１１の先端は、スペーサ３０に形成された孔３１（図２参照）に進入可能である。主セレクトロッド１１は、後述するロックピン４２が嵌合可能な溝部１２を備える。

溝部１２は、主セレクトロッド１１の外周に形成される溝である。溝部１２は、三本の主セレクトロッドのうち主セレクトロッド１１のみに形成される。

副変速部２０は、主変速部１０と直列に設けられ、主変速部１０からの駆動力を、更にローレンジとハイレンジとの２段に変速して出力するものである。副変速部２０から出力される駆動力は、プロペラシャフトやディファレンシャルギアを介して駆動輪に伝達される。

副変速部２０は、軸方向に移動可能な副セレクトロッド２１を備える。主変速部１０は、主セレクトロッド１１の軸方向への移動によって、シンクロメッシュ機構を介してローレンジ又はハイレンジのギアと出力軸とが結合するものである。

副変速部２０は、シフトゲージ１における４速及び５速の列と、６速及び７速の列との間をシフトレバー２が跨いで操作されることによって、ローレンジとハイレンジとが切り換えられる。つまり、副変速部２０は、シフトレバー２がシフトゲージ１における隣接する二列を跨ぐ際にローレンジとハイレンジとが切り換えられる。

副セレクトロッド２１は、シフトレバー２が操作されることによって軸方向に移動可能なロッドである。副セレクトロッド２１の先端は、スペーサ３０に形成された孔３２（図２参照）に進入可能である。副セレクトロッド２１は、後述するロックピン４２が嵌合可能な溝部２２を備える。

溝部２２は、副セレクトロッド２１の外周に形成される溝である。溝部２２は、副変速部２０がローレンジのときとハイレンジのときとの各々の場合にロックピン４２と嵌合可能なように、副セレクトロッド２１の軸方向に所定の距離をあけた二箇所に形成される。

変速機１００は、副変速部２０を変速する際の副セレクトロッド２１の移動によって主セレクトロッド１１の軸方向への移動を規制するインターロック機構４０を備える。

インターロック機構４０は、主ケース１５と副ケース２５との間に設けられる。インターロック機構４０は、副変速部２０の変速中に主変速部１０が変速することによるシンクロメッシュ機構の損壊を防止するものである。インターロック機構４０は、図２に示すように、スペーサ３０内に形成された摺動孔４１と、摺動孔４１内を軸方向に摺動するロックピン４２とを備える。

摺動孔４１は、主セレクトロッド１１が進入可能な孔３１と副セレクトロッド２１が進入可能な孔３２とを垂直に通過し、環状のスペーサ３０の外周と内周とを貫通して形成される。摺動孔４１には内周側の端部からギアオイルが進入してロックピン４２の摺動を潤滑可能である。

摺動孔４１における外周側の端部には、プラグ４３が取り付けられる。このプラグ４３によって、摺動孔４１に進入したギアオイルの外部への漏洩が防止される。

ロックピン４２は、図１に示すように、副セレクトロッド２１が移動することによって副セレクトロッド２１の溝部２２から外れ、副セレクトロッド２１の外周によって押されて軸方向に摺動し、主セレクトロッド１１の溝部１２に嵌まって主セレクトロッド１１の軸方向への移動を規制する。これにより、主変速部１０は、ニュートラル位置で固定されることとなる。

図２に示すのは、ロックピン４２が副セレクトロッド２１の外周によって押され、主セレクトロッド１１の溝部１２に嵌まっている状態である。この状態では、副セレクトロッド２１は軸方向に移動可能であるが、主セレクトロッド１１の軸方向への移動が規制されている。

インターロック機構４０は、スペーサ３０内に設けられるロックピン４２によってインターロックを実行するため、既存の変速機における主ケース１５と副ケース２５との間にスペーサ３０を追加することによって、インターロック機構４０を追加することができる。これにより、主ケース１５及び副ケース２５の設計変更を行わずに、インターロック機構４０を追加することが可能となる。

変速機１００は、シフトレバー２の操作が行われたにもかかわらず副変速部２０の変速が完了しなかった場合に、シフトレバー２をニュートラル位置に操作させる警報を発する警報装置（図示省略）を備える。

警報装置は、運転者にシフトレバー２をニュートラル位置に戻して再度操作させるための警報を発するものである。警報装置は、シフトレバー２が６速から９速であった状態から１速から３速又はリバースに操作されたことと、副変速部２０の変速が完了していないこととがセンサ（図示省略）によって検出された場合に警報を発する。

次に、図４を参照して、変速機１００におけるインターロック機構４０の作用について説明する。

運転者によってシフトレバー２がハイレンジ側からローレンジ側にシフトダウン操作されることによって、副変速部２０がハイレンジからローレンジに変速される。具体的には、副変速部２０がハイレンジである６速から９速のいずれかの変速段で走行していた状態から、副変速部２０がローレンジである１速から５速またはリバースの変速段に変速されることによって、副変速部２０がハイレンジからローレンジに変速される。副変速部２０は、シフトレバー２が６速及び７速の列から４速及び５速の列に操作されたときに、ハイレンジからローレンジに変速される。

副変速部２０の変速動作が正常に完了した場合には、主変速部１０が変速されることによって変速機１００における変速操作が完了するが、副変速部２０の変速動作が正常に完了しなかった場合には、変速機１００では、図４に示すＡ部及びＢ部の動作が実行される。

まず、図４に示すＡ部の動作について説明する。

走行中にシフトゲージ１の６速から９速のいずれかの変速段から４速又は５速にシフトダウンされる場合、シフトレバー２の操作量が少ないため、シフトレバー２の操作速度によっては、副変速部２０がハイレンジからローレンジに変速されている最中に主変速部１０が変速されることがある。このような場合、副変速部２０のシンクロメッシュ機構が損壊するおそれがある。

変速機１００では、シフトゲージ１における４速及び５速の列に対応する主セレクトロッド１１の溝部１２にロックピン４２が嵌合することによって、インターロック可能となっている。ロックピン４２は、副変速部２０が変速中である場合に、副セレクトロッド２１が移動することによって、副セレクトロッド２１の外周で押されたロックピン４２が、溝部１２に嵌合する。これにより、副セレクトロッド２１が移動中である場合、即ち副変速部２０が変速中である場合には、主セレクトロッド１１は軸方向への移動が規制される。したがって、主変速部１０はニュートラル位置で固定され、変速不可能な状態となる。

このように、インターロック機構４０は、副セレクトロッド２１の移動によって直接操作されるロックピン４２によって、主セレクトロッド１１の軸方向への移動を規制するものである。したがって、主変速部１０と副変速部２０とを備える変速機１００において副変速部２０の変速中に主変速部１０を変速できなくするインターロック機構４０を、簡易な構造で実現できる。

なお、シフトゲージ１の６速から９速のいずれかの変速段からリバース又は１速から３速に変速される場合には、シフトレバー２の操作量が多いため、シフトレバー２を速く操作しても、副変速部２０の変速スピードの方が速く、副変速部２０の変速が完了してから主変速部１０が変速されることとなる。そのため、変速機１００では、シフトゲージ１における４速及び５速の列に対応する主セレクトロッド１１のみが、ロックピン４２の嵌合によってインターロック可能となっている。

次に、図４に示すＢ部の動作について説明する。

副変速部２０がハイレンジである状態で、運転者がクラッチを切り離して車両を停止させた場合には、クラッチが切り離されているため、主変速部１０及び副変速部２０における全てのギアの回転は停止する。その後、シフトゲージ１のリバース又は１速から３速のいずれかの発進可能段にシフトレバー２が操作されたときに、シンクロメッシュ機構のスプラインにおける頂点どうしが当接して噛み合わない場合がある。このような場合、副変速部２０がハイレンジからローレンジに変速されない。

変速機１００は、パワーシフト機構を備えるため、主変速部１０及び副変速部２０の変速が正常に完了したか否かにかかわらず、シフトレバー２の操作は可能である。そのため、運転者は、シフトレバー２を操作して変速しても、その変速が正常に完了したか否かを確認することができない。

ここで、仮に、発進可能段に対応する主セレクトロッドにロックピン４２を嵌合させるインターロック機構４０が設けられている場合には、副変速部２０が変速中であるため、副セレクトロッド２１の移動によってロックピン４２が主セレクトロッドに嵌合し、主セレクトロッドの軸方向への移動が規制される。よって、副変速部２０の変速が正常に完了せず、主変速部１０もニュートラル状態で固定されることとなる。したがって、エンジンからの駆動力を駆動輪に伝達できず、車両が発進不可能となるおそれがある。

変速機１００では、主変速部１０には、リバース及び１速の列に対応する主セレクトロッド（図示省略）と、２速及び３速の列に対応する主セレクトロッド（図示省略）とには、ロックピン４２を嵌合させるインターロック機構４０が設けられておらず、変速機１００では、シフトゲージ１における４速及び５速の列に対応する主セレクトロッド１１のみが、ロックピン４２の嵌合によってインターロック可能である。そのため、副変速部２０が変速中であっても主変速部１０の変速動作が可能であり、主変速部１０から駆動力が伝達されることによって副変速部２０の変速動作を完了することができる。よって、インターロック機構４０の作動によって車両が発進不可能となることを防止できる。

また、シフトゲージ１のリバース又は１速から３速のいずれかの発進段にシフトレバー２が操作されたときに、シンクロメッシュ機構のスプラインの頂点どうしが当接して噛み合わない場合には、警報装置が作動して、シフトレバー２をニュートラル位置に戻すように運転者に警報を発する。

警報を受けた運転者は、シフトレバー２をニュートラル位置に戻し、主変速部１０をニュートラル状態とする。運転者が再びシフトレバー２を発進可能段に操作すると、副変速部２０の変速がリトライされる。よって、副変速部２０の変速が正常に完了しなかった場合に、運転者にリトライの操作を促す警報を発し、副変速部２０を再び変速させることができる。

これにより、運転者は、副変速部２０にてシンクロメッシュ機構のスプラインの頂点どうしが当接して噛み合わないようなイレギュラな状況でも、発せられる警報に従ってシフトレバー２をニュートラル位置に戻すことで、再び変速操作を実行することができる。したがって、シフトレバー２を発進可能段に操作したのにもかかわらず変速が完了していないことによって運転者が発進時に慌てることを防止できる。

以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。

副セレクトロッド２１が移動中である場合に主セレクトロッド１１を軸方向に固定するインターロック機構４０が、主変速部１０を収装する主ケース１５と副変速部２０を収装する副ケース２５との間に設けられる。このインターロック機構４０は、副セレクトロッド２１の移動によって直接操作されるロックピン４２が主セレクトロッド１１の溝部１２に嵌合することで、主セレクトロッド１１を軸方向に固定するものである。したがって、主変速部１０と副変速部２０とを備える変速機１００において副変速部２０の変速中に主変速部１０を変速できなくするインターロック機構４０を、簡易な構造で実現できる。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本発明の変速機は、副変速部を有する手動変速機を有する車両に利用することができる。

１００ 変速機
１ シフトゲージ
２ シフトレバー
１０ 主変速部
１１ 主セレクトロッド
１２ 溝部
１５ 主ケース
２０ 副変速部
２１ 副セレクトロッド
２２ 溝部
２５ 副ケース
３０ スペーサ
４０ インターロック機構
４２ ロックピン

Claims (4)

1. 軸方向に移動可能な主セレクトロッドによって変速される主変速部と、
   前記主変速部と直列に設けられ、軸方向に移動可能な副セレクトロッドによって変速される副変速部と、を備える変速機であって、
   前記主変速部を収装し、前記副変速部と対峙する面が開口して形成される主ケースと、
   前記副変速部を収装し、前記主変速部と対峙する面が開口して形成される副ケースと、
   前記主ケースと前記副ケースとの間に設けられ、前記副変速部を変速する際の前記副セレクトロッドの移動によって前記主セレクトロッドの軸方向への移動を規制するインターロック機構と、を備えることを特徴とする変速機。
2. 前記主ケースと前記副ケースとの間に挟持され、前記主セレクトロッドの先端と前記副セレクトロッドの先端とが進入可能なスペーサを更に備え、
   前記インターロック機構は、前記スペーサ内を軸方向に摺動するロックピンを備え、
   前記主セレクトロッドの外周及び前記副セレクトロッドの外周には溝部が各々形成され、
   前記ロックピンは、前記副セレクトロッドが移動することによって前記副セレクトロッドの溝部から外れ、前記副セレクトロッドの外周によって押されて軸方向に摺動し、前記主セレクトロッドの溝部に嵌まって前記主セレクトロッドの軸方向への移動を規制することを特徴とする請求項１に記載の変速機。
3. Ｈ型のシフトゲージに沿って操作されるシフトレバーを備え、
   前記主セレクトロッド及び前記副セレクトロッドは、前記シフトレバーが操作されることによって軸方向に移動可能であり、
   前記副変速部は、ローレンジとハイレンジとを有し、前記シフトレバーが前記シフトゲージにおける隣接する二列を跨ぐ際に前記ローレンジと前記ハイレンジとが切り換えられ、
   前記主セレクトロッドは、前記シフトゲージにおいて前記副変速部が前記ローレンジであるときの最も高い段のギアの列に対応するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の変速機。
4. 前記シフトレバーの操作によって空気圧を利用して前記主変速部及び前記副変速部を変速するパワーシフト機構と、
   前記シフトレバーの操作が行われたにもかかわらず前記副変速部の変速が完了しなかった場合に、前記シフトレバーをニュートラル位置に操作させる警報を発する警報装置と、を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の変速機。

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